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大連交通大學2010屆本科生畢業(yè)設計（論文）實習（調研）報告
開題報告
一、 課題的來源及意義
我們知道，進入氣缸燃燒室混合氣量愈多，它燃燒時放出熱能愈大，爆發(fā)力也愈強。對于某一具體的發(fā)動機而言，它的燃燒室總容積是一定的。要想往燃燒室內多充混合氣，必須讓混合氣的壓力要高，溫度要低。但由于混合氣必須通過進氣管才能進入氣缸，在流動過程中不免產生阻力使充氣壓力下降；此外由于上一循環(huán)終了后殘留氣缸內的高溫廢氣以及相鄰部件的高溫，加熱了剛剛進入氣缸的混合氣，所以要百分之百地達到這個要求是很困難的。發(fā)動機設計師們一般都從改進結構有利于降低進氣和排氣阻力、進氣和排氣門開啟和持續(xù)時間著手，使進氣和排氣量盡可能地保持充分。
??? 氣門在發(fā)動機上是個很重要的部件，它們必須按準確的時間開啟或關閉。俗稱（配氣機構）按氣門布置形式可分頂置式和側置式。按每個氣缸氣門數(shù)目分有 二氣門式、三氣門式、四氣門式甚至更多。
??? 最常見的氣門布置形式是頂置式，它的進氣門和排氣門吊掛在缸蓋上，大頭在下，小頭在上，配氣機構是保證各氣門適時開閉的。
??? 如上所述，為了按準確的時間使氣門開啟和關閉，必須有一套配氣機構。
??? 配氣機構:由凸輪軸、下?lián)u臂、推桿、上搖臂、搖臂軸、氣門彈簧及氣門導管等一些相關部件組成。在此一一敘述。
??? 配氣機構的作用是及時的將可燃混合氣吸入氣缸和及時的將氣缸中的廢氣排出，以保證發(fā)動機的正常工作。配氣機構是實現(xiàn)發(fā)動機進氣過程和排氣過程的控制機構,它的作用是按照發(fā)動機的工作次序按時打開和關閉進、排氣門,使新鮮空氣或可燃混合氣進入氣缸把燃燒后的廢氣從氣缸內排出。配氣機構要有足夠的氣體流通面積,要保證適時地開啟與關閉進排氣孔.使廢氣充分地排除干凈,盡可能地吸進新鮮可燃混合氣，配氣機構要求簡單,工作可靠,調整維修方便。
??? （一）、二沖程發(fā)動機的配氣機構
在二沖程發(fā)動機中，配氣機構(進氣方式)指活塞閥、簧氣閥和旋轉閥控制進氣和換氣的機構。這里只重點講述四沖程發(fā)動機的配氣機構。
??? （二）、四沖程發(fā)動機的配氣機構
四沖程發(fā)動機的配氣機構主要包括凸輪軸、進氣門和排氣門、氣門座、氣門彈簧及鎖緊裝置、氣門導管、時規(guī)鏈條、正時齒輪、（氣門頂桿、頂桿導管、）搖臂、搖臂軸等零件組成。其作用是控制進，排氣孔的打開和關閉，借此控制進、排氣。
??? （三）、JL100型四沖程發(fā)動機配氣機構的工作原理是
通過曲軸上的正時主動鏈輪，正時從動鏈輪正時鏈條，把動力傳遞給凸輪軸，凸輪軸上面的凸輪驅動搖臂，并通過搖臂的杠桿作用，克服氣門彈簧的彈力，驅動氣門，氣門的回位是靠氣門彈簧的彈力完成的。這種配氣機構，曲軸離搖臂遠，一般要采用精密高速傳動鏈來傳動。JL100摩托車的配氣機就屬于頂置式凸輪軸配氣機構。
二、配氣機構的組成和工作情況
各式配氣機構中，按其功用都可分為氣門組和氣門傳動組兩大部分。氣門組包括氣門及與之相關聯(lián)的零件，其組成與配氣機構的型式基本無關。氣門傳動組、是從正時齒輪開始至推動氣門動作的所有零件，其組成視配氣機構的形式而有所不同，它的功用是定時驅動氣門使其開閉。
1.氣門頂置式配氣機構 進氣門和排氣門都倒掛在氣缸蓋上，其組成如圖3—1所示。氣門組包括氣門、氣門導管、氣門座、彈簧座、氣門彈簧、鎖片等零件；氣門傳動組一般由搖臂、搖臂軸、推桿、挺柱、凸輪軸和正時齒輪組成。
氣門頂置式配氣機構的工作情況是：當氣缸的工作循環(huán)需要將氣門打開進行換氣時，由曲軸通過傳動機構驅動凸輪軸旋轉，使凸輪軸上的凸輪凸起部分通過挺柱、推桿、調整螺釘推動搖臂擺轉，搖臂的另一端便向下推開氣門，同時使彈簧進一步壓縮。當凸輪的凸起部分的頂點轉過挺柱以后，便逐漸減小了對挺柱的推力，氣門在彈簧張力的作用下開度逐漸減小，直至最后關閉。壓縮和做功行程中，氣門在彈簧張力的作用下嚴密關閉。
氣門頂置式配氣機構根據(jù)凸輪軸的位置有以下三種型式：
(1)凸輪軸下置式配氣機構；凸輪軸裝在曲軸箱內，直接由凸輪軸正時齒輪與曲軸正時齒輪相嚙合，由曲軸帶動。氣門傳動組包括上述全部零件，其應用最為廣泛。
(2)凸輪軸中置式配氣機構：凸輪軸位于氣缸體的上部。為了減小氣門傳動機構的往復運動的質量，對于高轉速的發(fā)動機，可將凸輪軸的位置移到氣缸體的上部，由凸輪軸經過挺柱直接驅動搖臂而省去推桿。該形式的配氣機構因曲軸與凸輪軸的中心線距離較遠，一般要在中間加入一個中間齒輪(惰輪)。
(3)凸輪軸上置式配氣機構：凸輪軸布置在氣缸蓋上。凸輪軸直接通過搖臂來驅動氣門，沒有挺柱和推桿，使往復運動的質量大為減小，對凸輪軸和氣門彈簧的要求也最低，因此它適用于高速強化發(fā)動機。
四行程發(fā)動機每完成一個工作循環(huán)，曲軸旋轉兩圈，各缸的進、排氣門各開啟一次，即凸輪軸只轉一圈，所以曲軸與凸輪軸的傳動比為2：1。
2.氣門側置式配氣機構 進氣門和排氣、門都裝置在氣缸體的一側。
3.配氣機構的故障：配氣機構的故障主要有配氣相位失準和配氣機構異響。配氣相位失準主要是同步帶安裝位置不正確或同步帶齒形磨損引起滑轉，遇此故障應立即更換同步帶，并按發(fā)動機拆裝的有關內容重新安裝同步帶。配氣機構異響的故障診斷與排除如下所述。
(一)凸輪軸響
1.現(xiàn)象
(1)在發(fā)動機上部發(fā)出有節(jié)奏較鈍重的“嗒嗒”聲。
(2)中速時明顯，高速時響聲雜亂或消失。
2.原因
(1)凸輪軸軸向間隙過大，產生軸向竄動。
(2)凸輪軸有彎、扭變形。
(3)凸輪工作表面磨損。
(4)凸輪軸軸頸磨損，徑向間隙過大。
3.診斷與排除
(1)按上節(jié)有關內容檢查凸輪軸軸向間隙。如其軸向間隙過大，則應更換止推板；嚴重時，應更換凸輪軸。
(2)如凸輪軸軸向間隙正常，則表明有凸輪軸彎扭變形、此輪磨損或凸輪軸軸頸磨損等不良現(xiàn)象。此時，應分解配氣機構，查明具體原因，視情更換凸輪軸。
(二)氣門腳響
1.現(xiàn)象
(1)發(fā)動機怠速時，氣缸蓋罩內發(fā)出有節(jié)奏的“嗒嗒嗒”的響聲。
(2)發(fā)動機轉速升高，響聲增大。
(3)發(fā)動機溫度變化或作斷火試驗，響聲不變。
2.原因
(1)氣門間隙調整不當
(2)氣門桿尾端與氣門間隙調整螺釘磨損。
(3)氣門間隙調整螺釘?shù)逆i緊螺母松動。
(4)凸輪磨損或搖臂圓弧工作面磨損。
3.診斷與排除
(1)拆下氣缸蓋罩，檢查氣門間隙調整螺釘?shù)逆i緊螺母是否松動；檢查氣門間隙值，并視情重新調整。
(2)檢查氣門桿尾部端面和調整螺釘?shù)哪p情況，必要時更換氣門或調整螺釘。
(3)檢查凸輪與搖臂圓弧工作面的磨損情況，視情更換凸輪軸或搖臂。
(三)氣門彈簧晌
1.現(xiàn)象
(1)發(fā)動機怠速時有明顯的“嚓嚓”的響聲。
(2)各轉速下均有清脆的響聲，多根氣門彈簧不良，機體有震抖現(xiàn)象。
2.原因
氣門彈簧過軟或折斷。
3.診斷與排除
(1)拆下氣缸蓋罩，用旋具撬住氣門彈簧，若彈簧折斷可明顯地看出。彈簧折斷應予以更換。
(2)仍用旋具撬住氣門彈簧，怠速運轉發(fā)動機，若響聲消失，即為該彈簧過軟。彈簧如過軟，必須更換。
(四)氣門座圈響
1.現(xiàn)象
(1)有節(jié)奏的類似氣門腳響，但比氣門腳響的聲音大很多。
(2)發(fā)動機轉速一定時，響聲時大時小，并伴有破碎聲。
(3)發(fā)動機中低速運轉時，響聲較清脆，高速時響聲增大且變得雜亂。
2.原因
(1)氣門座圈和氣缸蓋氣門座圈座孔配合過盈量不足。
(2)氣門座圈鑲入氣缸蓋氣門座圈座孔后，滾邊時沒有將座圈壓牢。
(3)氣門座圈粉末冶金質量不佳，受熱變形以致松動。
3.診斷與排除
拆下氣缸蓋罩，經檢查不是氣門腳響和氣門彈簧響，即可斷定為氣門座圈響。分解配氣機構后進一步檢查，必要時，鉸削氣門座圈座孔，更換松動的氣門座圈，并保證其壓入后有足夠的過盈量。
三、課題研究的目標
培養(yǎng)從事夾具應用與開發(fā)方面工作所需的基本技能：查閱科技資料、、夾具設計等知識，為畢業(yè)后打下良好基礎。使學生把所學過的一些機械方面的基礎知識,機械制造工藝學,夾具以及和當前最常用的畫圖軟件CAD,有機的結合起來,培養(yǎng)學生的系統(tǒng)設計能力,為將來工作或進一步深造打下基礎.通過設計使學生熟悉加工件的工藝分析過程,設計出最佳工藝方案.通過刀具的合理選擇以及夾具的實際設計,提高學生的分析問題,解決問題的能力,更重要的是讓學生的繪圖能力有進步的提高.
四、課題研究的內容
本課題主要研究的內容為:配氣機構橫臂零件工藝規(guī)程設計及銑、鉆夾具設計。
五、課題研究的方法和手段
1．設計前的基礎準備
(1).研究產品對象.
(2).熟悉配氣機構.
(3).夾具制造知識.
2.夾具設計的工藝準備
(1).對零件圖進行工藝性分析
(2).對夾具結構的初步分析.
(3).選定銑床、鉆床.
(4).繪制夾具坯圖。
3.設計夾具
(1).夾具結構的擬定與比較.
(2).繪制夾具總裝圖.
(3).夾具圖樣的修訂與定型.
六、實驗方案的可行性分析
1.個人的知識準備、開發(fā)能力方面
本人基本了解夾具設計和原理，夾具方面的基礎知識掌握的也比較牢固，有過課程設計和在多家工廠實習的經驗，設計部件的層次比較清晰，對電腦繪圖軟件有基本的了解，學習新事物的能力較強。
2.開發(fā)工具方面
AutoCAD2007 軟件
七、課題研究的進度安排
畢業(yè)設計總共14周，大致安排如下：
第1周：接受任務書，理解設計課題的主要任務，查找相關的中外文資料，調查國內外現(xiàn)狀，寫相關調研報告，初步完成外文翻譯工作。
第2周：進一步細化調研報告何外文翻譯。
第3周：提交調研報告和完成外文翻譯。
第4周：對零件分析，繪制零件工作圖。
第5周：學習AutoCAD2007軟件及夾具相關知識。
第6周：初步設計夾具總體結構。
第7周：配氣機構橫臂零件工藝規(guī)程設計
第8周：完善配氣機構橫臂零件工藝規(guī)程設計
第9周：配氣機構橫臂零件銑、鉆夾具設計
第10周：完善配氣機構橫臂零件銑、鉆夾具設計
第11周：進一步完善所有設計內容。
第12周：撰寫畢業(yè)設計說明書，調整排版格式并打印裝訂。
第13周：接受指導教師和評閱人對畢業(yè)設計論文的評閱工作，提出畢業(yè)答辯申請
第14周：參加畢業(yè)答辯。
八、可具備的實驗條件
硬件環(huán)境： CPU：Mobile Intel(R) Pentium(R)4-M 2.40GHz
內存：1G
軟件環(huán)境： 操作系統(tǒng)：Microsoft Windows XP Home Edition sp2
開發(fā)工具：AutoCAD2007 軟件
瀏覽器：Microsoft Internet Explorer 6.0
九、參考文獻
1、《現(xiàn)代制造工藝設計方法》。段明揚主編2007年1月。廣西師范大學出版社
2、《現(xiàn)代機械制造工藝設計實訓教程》。段明揚主編 2007年1月。廣西師范大學出版社
3、《機械制造工藝設計簡明手冊》。李益民主編1999年10月。機械工業(yè)出版社
4、《切削用量簡明手冊》。艾興等編2000年3月。機械工業(yè)出版社
5、《機床夾具設計手冊》。王光斗等主編2000年11月。上海科學技術出版社
6、《金屬機械加工工藝人員手冊》。上?？萍汲霭嫔?。
7、《機床夾具設計原理》。龔定安等主編
8、《機械制造技術基礎》。華楚生 主編2000年4月。重慶大學出版社
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